陡坡测试(Steep Ramp Test, SRT)评估表面健康成人心肺适能(cardiorespiratory fitness, CRF)的信度与效度研究

《European Journal of Applied Physiology》：Reliability and validity of the steep ramp test to assess cardiorespiratory fitness in apparently healthy adults

　　

目的：探讨骑功率自行车进行的短时实用极量运动测试——陡坡测试(SRT)——用于评估25–85岁表面健康成人心肺适能(CRF)的重测信度(test-retest reliability)与效度(validity)。方法：为确定重测信度，可靠性组在2–14 d内完成两次SRT，计算峰值运动做功率(work rate at peak exercise, WRpeak)的类内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)，采用Bland–Altman图评价一致性，并计算最小可测变化(smallest detectable change, SDC)。为确定SRT的准则效度(criterion validity)与建构效度(construct validity)，效度组在同一天先后完成SRT与心肺运动测试(cardiopulmonary exercise testing, CPET)；采用相关分析考察SRT WRpeak与CPET测得的峰值摄氧量(oxygen uptake at peak exercise, V?O2peak)、第一通气阈摄氧量(V?O2at the first ventilatory threshold, V?O2VT1)及氧摄取效率斜率(oxygen uptake efficiency slope, OUES)之间的关系。结果：可靠性组(n＝66，男35例)SRT WRpeak的ICC为0.992，一致性界限为?18.6 W(?5.4％)至24.1 W(6.5％)，SDC为15 W、0.2 W/kg或4.2％。效度组(n＝61，男33例)中，CPET测得的V?O2peak、V?O2VT1和OUES与SRT WRpeak的Pearson相关系数分别为0.936、0.806和0.891。由SRT成绩预测V?O2peak(mL/min)的方程如下：?280.784＋(8.680×SRT WRpeak(单位W))(调整R2＝0.874，标准估计误差SEE＝318.476)。结论：本研究证实SRT用于评估表面健康成人CRF具有极佳的重测信度、很高之准则效度及较高之建构效度。

《陡坡测试(Steep Ramp Test, SRT)评估表面健康成人心肺适能信度与效度的研究》论文解读

研究背景与立题依据

心肺适能(cardiorespiratory fitness, CRF)是反映大肌群持续活动时机体运氧和利用氧综合能力的指标，与全因死亡率及心血管疾病、恶性肿瘤、2型糖尿病、痴呆、抑郁等慢性病发病风险呈显著负相关，即使在表面健康人群中亦然；将CRF纳入传统危险因素可提升不良健康结局的风险预测价值。作为CRF评估金标准的心肺运动测试(cardiopulmonary exercise testing, CPET)因设备昂贵、需专业人员进行气体分析且耗时长，在临床与公共卫生场景推广受限。现有亚极量替代方案（如?strand测试、6分钟步行测试、非运动预测方程）存在较大测量误差及天花板效应。陡坡测试(steep ramp test, SRT)是一种在功率自行车上进行的短时极量递增负荷运动测试，以峰值运动做功率(work rate at peak exercise, WR_peak)为主要结局，无需呼吸气体分析，已在患者及青少年中显示优良信效度，但在25–85岁表面健康成人中的计量学特性尚未明确。因此研究人员开展本研究，检验SRT在该人群中的重测信度、准则效度(criterion validity)与建构效度(construct validity)，并尝试建立由SRT WR_peak预测CPET峰值摄氧量(oxygen uptake at peak exercise, V?O_2peak)的方程。

本研究论文发表于European Journal of Applied Physiology。

主要研究方法概述

研究对象来源于LIFT(LIfelong Fitness Testing)项目，招募25–85岁表面健康成人，排除不符合荷兰身体活动指南者、每周运动＞10 h者、BMI≥30 kg/m2者、妊娠者及最大运动测试禁忌证者。设立可靠性组(n=66)行两次SRT(间隔2–14 d)评估重测信度，计算WR_peak的双向随机效应类内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC(2,1))，Bland–Altman图分析一致性，计算最小可测变化(smallest detectable change, SDC)；设立效度组(n=61)于同日依次完成SRT与CPET(间隔≥30 min)，CPET测定V?O_2peak、第一通气阈摄氧量(V?O₂at the first ventilatory threshold, V?O_2VT1，V-slope法及 ventilatory equivalents法判定)及氧摄取效率斜率(oxygen uptake efficiency slope, OUES，V?E–log对V?O₂线性回归获得)，以Pearson相关分析检验SRT WR_peak与CPET各指标的关联评价效度，并建立多元线性回归筛选V?O_2peak预测公式。

研究结果

Test-retest reliability of the steep ramp test（陡坡测试的重测信度）

两次SRT平均间隔8.5±2.2 d，所有受试者均达主观极量努力标准。绝对WR_peak的ICC(2,1)为0.992(95% CI：0.986–0.995)；体重标准化WR_peakICC为0.986(95% CI：0.977–0.992)，去脂体重(fat-free mass, FFM)标准化WR_peakICC为0.984(95% CI：0.974–0.990)。Bland–Altman分析显示绝对WR_peak平均差3±11 W，一致性界限(Limits of Agreement, LoA)?19～24 W(相对值?5.4%～6.5%)，SDC为15 W、0.2 W/kg或4.2%。第二次SRT绝对WR_peak和RPE略高于第一次(p=0.047、p=0.002)但无临床意义，体重及FFM标准化WR_peak和峰值心率(HR_peak)两次间无差异。表明SRT WR_peak在表面健康成人中具有极佳重测信度，个体真实变化需超过上述SDC方可认定。

Validity of the steep ramp test（陡坡测试的效度）

— Criterion validity（准则效度）

效度组全部达SRT与CPET极量努力标准。SRT WR_peak与CPET V?O_2peak的Pearson相关系数为r=0.936(p＜0.001)，提示SRT WR_peak与CRF金标准指标存在极高正相关，SRT具很高准则效度。

— Construct validity（建构效度）

SRT WR_peak与CPET V?O_2VT1的相关系数为r=0.806(p＜0.001)，与CPET OUES的相关系数为r=0.891(p＜0.001)，均达高相关水平，支持SRT评估CRF的建构效度。

Predicting oxygen uptake at peak exercise from steep ramp test performance（由陡坡测试成绩预测峰值摄氧量）

简单及多元线性回归显示年龄、性别、身高、体脂量未显著增加对CPET V?O_2peak变异的解释(P＞0.05)，最终模型仅保留SRT WR_peak(W)。预测方程为：V?O_2peak(mL/min)=?280.784＋(8.680×SRT WR_peak(W))，调整R²=0.874，标准估计误差SEE=318.476 mL/min。说明SRT WR_peak可解释约87.4%的V?O_2peak变异。

讨论与结论总结

讨论部分指出，本研究发现SRT在25–85岁表面健康成人中的ICC及与CPET V?O_2peak的相关性均与既往在儿童青少年及各病患者中的报道相当，证实其跨年龄段的稳定计量学属性。较小SDC提示SRT可敏感检测CRF变化，但尚需专门研究其对训练/干预引起的CRF改变的反应度(responsiveness)。预测方程在群体层面解释率高，个体层面仍存在估算误差，未来须外部验证并制定成人(含老年人)年龄–性别常模。SRT不能替代CPET用于诊断，适合作为大规模人群CRF筛查工具，但依赖受试者真实极量努力，须规范测试指导与鼓励。局限性含CPET与SRT顺序未随机化(但静息心率无差异提示顺序效应可忽略)及预测方程待外部验证。未来研究方向包括建立成人SRT WR_peak常模、验证预测公式、评估反应度及在老年患病人群中的适用性。

结论原文翻译：本研究证实陡坡测试(SRT)用于评估表面健康成人(含老年人)的心肺适能(CRF)具有极佳的重测信度(excellent test-retest reliability)、很高之准则效度(very high criterion validity)及高建构效度(high construct validity)，提示SRT可用于该人群CRF评估。SRT WR_peak的最小可测变化(minimum detectable change)＞15 W、＞0.2 W/kg或＞4.2%反映个体SRT成绩的真实改变。